綜采工作面冒漏機(jī)理及安全支護(hù)技術(shù)

崔鵬程

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)泰山隆安煤礦，山西 忻州 036603）

1 8205工作面概述

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)泰山隆安煤礦8205 工作面位于井田二采區(qū)，8205 工作面進(jìn)風(fēng)順槽設(shè)計(jì)長(zhǎng)度637 m,寬度5 m，高度3.5 m，坡度-9°～+1°；回風(fēng)順槽設(shè)計(jì)長(zhǎng)度632 m,寬度5 m，高度3.5 m，坡度-8°～-3°；切眼設(shè)計(jì)長(zhǎng)度240 m，寬度8.6 m，高度3.5 m，坡度-2°～+2°。

8205 工作面回采煤層為8 號(hào)煤層，煤層厚度3.7～5.2 m，平均4.4 m，煤層為黑色，半亮型，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，斷口呈貝殼狀，瀝青光澤。受到沉積環(huán)境影響，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含2～3 層夾矸，夾矸總厚度0.3 m，偽頂為黑色泥巖，塊狀構(gòu)造，薄層狀構(gòu)造，厚度0～0.4 m，如表1 所示。

表1 8205 工作面回采的8 號(hào)煤層頂?shù)装鍘r性

根據(jù)地測(cè)科提供的地質(zhì)資料顯示，8205 綜采工作面運(yùn)輸順槽掘進(jìn)期間距8205 主回撤通道西幫33.3 m 處揭露一條F85 正斷層，走向169°，傾向259°，傾角27°，落差1.9 m；8205 主副回撤通道南部聯(lián)巷處揭露一條F99 正斷層，走向339°，傾向249°，傾角45°，落差3.2 m。根據(jù)上述兩條斷層參數(shù)初步分析推測(cè)，兩條斷層延伸方向基本一致，截至目前8205 工作面機(jī)頭距回撤通道剩余9.5m，機(jī)尾距回撤通道剩余6m，工作面73～80 號(hào)、93～102 號(hào)架處片幫嚴(yán)重，70～85 號(hào)架冒落高度5～8 m，93～110 架冒落高度8～10 m[1-2]。

2 8205工作面冒漏原因分析

1）斷層影響：8205 進(jìn)風(fēng)順槽掘進(jìn)至255 m 處揭露一條F85 正斷層，走向169°，傾向259°，傾角27°，落差1.9 m；3 號(hào)聯(lián)巷從輔回撤通道開口向西6 m 處揭露一條F99 正斷層，走向339°，傾向249°，傾角45°，落差3.2 m；8203 回風(fēng)順槽掘進(jìn)期間260 m 處揭露一條F40 正斷層，之后根據(jù)F85 斷層情況，統(tǒng)一為F85 斷層，根據(jù)地測(cè)防治水科提供8205 回采工作面12 月份地質(zhì)預(yù)報(bào)書，推測(cè)兩條斷層可能為一條斷層。在回采過程中從機(jī)頭延伸至125 號(hào)支架處，長(zhǎng)度約217 m。

2）采空區(qū)影響：8205 工作面東部、南部為整合重組前小煤窯采空區(qū)，西部為8202 工作面采空區(qū)（2020年8 月回采完畢），北部為8203 工作面（未回采），8205 輔回撤通道距東部采空區(qū)煤柱20 m，8205 回風(fēng)順槽距南部采空區(qū)煤柱31 m，8205 切眼距西部8202采空區(qū)煤柱20 m。受采空區(qū)不同方向支承壓力及采空區(qū)殘余應(yīng)力雙重影響，壓力顯現(xiàn)明顯。

3）工藝影響：8205 工作面為末采掛網(wǎng)階段，距主回撤通道12.8 m 上聚酯纖維網(wǎng)，網(wǎng)片規(guī)格為長(zhǎng)246 m、寬14 m，采煤機(jī)在割煤過程中，前滾筒割煤收護(hù)幫時(shí)，需連續(xù)收回5 架護(hù)幫板，將網(wǎng)片用絞盤收回，才能保證滾筒不割網(wǎng)片，導(dǎo)致不能及時(shí)護(hù)幫，煤壁片幫；后滾筒通過后至少滯后5 架，將網(wǎng)片放下，才能移架，導(dǎo)致不能及時(shí)移架，空頂面積增加。

3 過斷層區(qū)聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

3.1 注漿加固施工（見下頁(yè)圖1）

圖1 8205 工作面冒漏區(qū)注漿施工剖面示意圖（單位：mm）

1）工作面?zhèn)茸{加固孔施工在工作面在8205 工作面70～120 號(hào)架處漏頂區(qū)域進(jìn)行充填。從工作面機(jī)尾向機(jī)頭進(jìn)行充填，在頂板上方布置鉆孔，需要注漿充填區(qū)域?yàn)?5 m，頂板鉆孔設(shè)計(jì)20 個(gè)，注漿孔深度為5.0 m、直徑為45 mm，鉆孔施工在距工作面煤壁上，且距頂板距離為1.0 m，鉆孔以60°仰角布置。

2）主回撤通道側(cè)注漿鉆孔施工在采空區(qū)側(cè)巷幫與頂板肩角處，注漿孔與頂板布置仰角為45°，鉆孔深度為5.0 m、直徑為45 mm，鉆孔布置間距為3.0 m。

3）注漿鉆孔施工完后，采用專用注漿泵依次對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿加固，注漿液采用安密爾充填材料，注漿壓力為4.5 MPa，單孔注漿量為80 kg。

4）注漿前必須把支架升緊，護(hù)幫板打開，緊貼煤壁，保證初撐力后，把支架操作手把打到零位，并合上限位裝置。同時(shí)把采煤機(jī)前后10 m 范圍內(nèi)的浮煤和支架前的大塊煤清理干凈，保證人員進(jìn)出暢通，并將刮板運(yùn)輸機(jī)拉空。

5）注漿時(shí)嚴(yán)禁人員操作相鄰支架，并將相鄰前后10 架支架的限位裝置全部合上，以防人員誤碰、誤操作；只準(zhǔn)作業(yè)人員進(jìn)入作業(yè)，其他無關(guān)人員嚴(yán)禁進(jìn)入；運(yùn)送注漿料的人員行走要踩穩(wěn)，以防滑倒或摔倒受傷。

3.2 施工幫錨索及W 型鋼帶

1）幫錨索施工在主回撤通道采空區(qū)側(cè)巷幫上，幫錨索長(zhǎng)度為6.0 m、直徑為17.8 mm，共計(jì)施工兩排，第一排施工在距頂板1.0 m 處巷幫上，第二排施工在距頂板2.5 m 處巷幫上。

2）錨索鉆孔布置間距為1.5 m，第一排錨索鉆孔以60°仰角布置，第二排錨索鉆孔以50°仰角布置，相鄰兩排錨索鉆孔成邁步式布置；錨索鉆孔施工完后依次對(duì)鉆孔內(nèi)攪拌注入錨索。

3）幫錨索施工完后，對(duì)同一排相鄰三根錨索外露端安裝一根長(zhǎng)度為一根長(zhǎng)度為3.5 m、寬度為0.25 m“W”型鋼帶，并采用螺母進(jìn)行預(yù)緊。

3.3 其他安全措施

1）綜采采煤機(jī)走至機(jī)尾，防止大塊矸石掉落被采煤機(jī)卡??；保證膠帶機(jī)正常運(yùn)行，能夠及時(shí)拉出堆積矸石，防止刮板運(yùn)輸機(jī)被矸石壓死。

2）工作面漏頂區(qū)域使用4.5 m 的單體柱和道木將網(wǎng)片頂平，將網(wǎng)片盡量頂至煤幫，每?jī)杉苤g頂一根單體柱和道木，使用風(fēng)筒布或料布將柔性網(wǎng)遮住對(duì)頂板漏頂區(qū)域進(jìn)行充填，防止充填料跑漏。

3）工作面充填完漏頂區(qū)域，具備施工鉆孔條件時(shí)，使用探水鉆機(jī)施工直徑153 mm 的鉆孔，然后穿11號(hào)礦用工字鋼。另行編制施工安全技術(shù)措施。

4）在回撤通道內(nèi)回采側(cè)打錨索，分兩段打錨索形成鎖口先從頂板比較穩(wěn)定的地方開始，逐步向漏頂區(qū)域鎖口，維護(hù)住煤柱上方的頂板[3-5]。

4 結(jié)語(yǔ)

8205 綜采工作面2020 年9 月開始回采，截至2021 年2 月21 日累計(jì)推采398 m，回采煤量69 萬(wàn)t。因漏頂原因，決定通過主回撤通道利用輔回撤通道回撤，主輔回撤通道煤柱為18 m，可回采煤量增加約3萬(wàn)t。截至2021 年5 月11 日8205 工作面已與主回撤通道貫通，工作面漏頂區(qū)域已順利通過，通過對(duì)冒漏區(qū)采取聯(lián)合支護(hù)技術(shù)后，工作面后期推進(jìn)過程中未發(fā)生大面積冒漏現(xiàn)象，頂板冒漏高度控制在1.5 m 以下，保證了工作面安全順槽過冒漏區(qū)，取得了顯著應(yīng)用成效。